CN104514704A - 用在钻孔中的潜水泵总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用在钻孔中的潜水泵总成，包括具有纵向轴线的螺杆泵和/或偏心螺杆泵。潜水泵总成进一步包括驱动器和用于承受并转移发生在螺杆泵和/或偏心螺杆泵操作期间的轴向和/或径向力的轴承装置。驱动器通过第一耦合连杆布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵的一端处，且轴承装置通过第二耦合连杆沿着纵向轴线被分配在螺杆泵和/或偏心螺杆泵的另一端处。

Description

用在钻孔中的潜水泵总成
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分特征所述的用在钻孔中的潜水泵总成。
背景技术
从现有技术可已知用在钻孔中的潜水泵，现有技术的潜水泵例如是NSPCP(耐驰(Netzsch)潜水PCP＝来自耐驰的潜水偏心螺杆泵)或ESPCP(＝电动潜水偏心螺杆泵)。在这些潜水泵中，在下端设置潜水马达，其通过耦合连杆驱动位于上方的偏心螺杆泵。与常规使用的向心泵相比，使用偏心螺杆泵的优点在于能传送具有更高粘度的产品，例如是具有更高沙粒和石蜡成分的产品。
为了能承受由传送压力引起的轴向力，用于承载耦合连杆的轴承装置通常被直接布置在潜水马达的上方或在连接到潜水马达的齿轮单元的上方。
DE 10258666 A1描述了用在钻孔中的具有螺杆或偏心螺杆泵的潜水泵装置，其中承受轴向和径向力的耦合部件布置在缓慢旋转的驱动器和螺杆或偏心螺杆泵之间。
DE 19848792 C1描述了用在钻孔中的潜水泵装置，其包括在驱动器和偏心螺杆泵之间的齿轮单元和补偿器。齿轮级(gear stage)用来减慢在齿轮壳体中的输入轴的旋转运动。补偿器使在齿轮壳体中的润滑液体压力与环境压力一致。为了使齿轮级产生的热量均匀地分布在润滑液体上，补偿器在齿轮壳体内布置在齿轮级旁边且被集成到润滑液体回路中。
这些装置的本质缺点在于下述事实：在驱动器和螺杆或偏心螺杆泵之间的细长且快速运行的耦合连杆由于显著的轴向力而具有易于弯曲的趋势且然后会碰撞壳体管道。这会导致耦合连杆和壳体管道之间的摩擦且因此磨损这些组件，因而这些组件经常需要被更换或替代。
本发明的问题在于克服现有技术的缺点，特别是要防止由于作用在耦合连杆上的轴向力而引起的耦合连杆的弯曲。
上述问题由包括权利要求1特征的潜水泵总成来解决。进一步的有利实施例在从属权利要求中描述。
发明内容
本发明涉及用在钻孔中的潜水泵总成。具体而言，钻孔被理解为指钻入地下的用于传送原油和天然气的孔。具体而言，潜水泵总成包括具有纵向轴线的螺杆泵和/或偏心螺杆泵，其用于在向上引导的传送方向(即，朝向地表的传送方向)上传送布置在钻孔中的上行管道中的介质。螺杆泵和/或偏心螺杆泵优选地由驱动器(特别是马达)驱动。潜水泵总成还包括轴承装置。轴承装置用于承受和转移在螺杆泵和/或偏心螺杆泵操作期间引起的轴向和/或径向力。
根据本发明，驱动器通过第一耦合连杆沿着纵向轴线布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵的一端。轴承装置通过第二耦合连杆沿着纵向轴线分配到螺杆泵和/或偏心螺杆泵的另一端。具体而言，轴承装置因此分配到螺杆泵和/或偏心螺杆泵的转子远离驱动器的端部处。
在用在钻孔中的潜水泵总成的设计中，驱动器优选地布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵的下面。具体而言，在驱动器和螺杆泵和/或偏心螺杆泵的转子之间布置第一耦合连杆，其将驱动能量传送给转子。潜水泵总成的轴承装置在钻孔中布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵的上方。
根据本发明的实施例，O形的可调节的支撑轴承被用作轴承装置。后者即轴承装置可承受轴向力和径向力且将它们转移给周围的结构，其中承受轴向和径向力的功能在轴向轴承和径向轴承之间划分。在可调节的支撑轴承中，两个轴承相对彼此夹紧且仅有微小的倾斜游隙。
根据本发明的实施例，轴承装置是轴承单元的组件。螺杆泵和/或偏心螺杆泵包括转子和定子，其中用于传送驱动器的驱动能量到转子的第一耦合连杆布置在位于钻孔中下方的驱动器和位于驱动器上方的该螺杆泵和/或偏心螺杆泵的转子之间。而且，第二耦合连杆布置在转子远离驱动器的端部和轴承单元之间。
轴承单元优选地通过紧固装置连接到第二耦合连杆和/或包围第二耦合连杆的壳体管道上。而且，轴承单元可包括在紧固装置和轴承装置之间的区域中的滑动环密封件，其用于密封轴承单元的内部。具体而言，滑动环密封件在轴承单元的下端相对于所传送介质气密性地密封轴承的内部。
根据本发明的实施例，所传送介质在钻孔中的轴承单元周围流动，其结果是轴承装置的热量被带走。
轴承单元还可包括压力补偿活塞，其用于补偿在轴承装置的润滑剂和所传送介质之间的压力差。压力补偿活塞防止轴承单元的润滑油被受污染的传送介质所污染，使得压力补偿活塞能补偿轴承单元的润滑油和所传的介质之间的压力差。
在根据本发明的潜水泵总成中，螺杆泵和/或偏心螺杆泵的轴向和/或径向力通过轴承单元被转换为张力。在根据本发明的潜水泵轴承中，将所述轴向力作为作用于位于螺杆泵和/或偏心螺杆泵上方且在传送流中的轴承单元的轴承装置上的张力承受，而不是如现有技术中已知的那样，将轴向力作为作用于位于偏心螺杆泵下面且在偏心螺杆泵和潜水马达之间的轴承装置上的压缩力支撑。由于减少了耦合连杆的压曲力，因此轴承单元特别地用来保护耦合连杆。
附图说明
以下将借助于附图更详细地说明本发明实施例的示例及其优点。为了更清楚明晰而简化了一些所呈现的形式且相对于其它元件而言放大了另一些形式，因此在附图中各个元件相对于彼此的尺寸比例并不总是对应于实际的尺寸比例。
图1示出了根据本发明的具有用在钻孔中的轴承单元的潜水泵总成。
图2示出了根据图1的潜水泵总成的轴承单元。
参考标记列表
1  潜水泵总成
2  驱动器
3  偏心螺杆泵
4  泵壳体
5  抽吸口
6  转子
7  定子
8  耦合连杆
9  耦合连杆
10 轴承单元
11 轴承壳体
12 轴承装置
13 可调节的支撑轴承
15 压力补偿活塞
16 滑动环密封件
20 壳体管道
30 衬套
40 紧固装置
BL 钻孔
FR 传送方向
FS 传送流
L  纵向轴线
M  马达
SR 上行管道
具体实施方式
相同的参考标记用于本发明的相同的或具有相同作用的元件。而且，为清楚起见，在各个附图中仅呈现了为描述给定附图所需的参考标记。所表现的实施例仅表现了关于如何实施根据本发明的装置的示例，且并不表示决定性的限定。
图1示出的是用在钻孔BL中的具有轴承单元10的潜水泵总成1。衬套30通常设置在钻孔BL中，所述衬套用于稳固钻孔BL。潜水泵总成1包括具有纵向轴线L的偏心螺杆泵3、用于驱动偏心螺杆泵3的驱动器2(例如马达M)以及轴承装置12，轴承装置12用于承受并转移在偏心螺杆泵3的操作期间发生的轴向和/或径向力。
潜水泵总成1布置在钻孔BL中，特别是以驱动器2形成潜水泵总成1的下端的方式。在潜水泵总成1的上面布置的是上行管道SR，在管道SR中所传送介质的液体流FS在传送方向FR上向上升。
偏心螺杆泵3包括具有抽吸口5的泵壳体4，该抽吸口用于在传送方向FR上传送介质。此外，偏心螺杆泵3包括定子7和转子6。转子6通过布置在泵壳体4中的被直接驱动的耦合连杆8连接到外部驱动器2。转子6的另一端通过另外的耦合连杆9连接到轴承单元10，耦合连杆9由壳体管道20包围。具体而言，轴承单元10因此在钻孔BL内形成潜水泵总成1的上端，且直接邻接上行管道SR。
所传送介质的液体流FS在壳体管道20内流过上部耦合连杆9的周围。布置在耦合连杆9的上端且相对于转子6设置的是轴承单元10，其具体地呈现在图2中。具体而言，提供紧固装置40，其连接壳体管道20和轴承单元10。
图2示出根据图1的潜水泵总成1的轴承单元10。轴承单元10特别用于引导上部耦合连杆9和用于将在偏心螺杆泵3(相较于图1)的操作期间引起的轴向力传输给周围的结构。轴承单元10包括轴承壳体11和布置在其中的轴承装置12。轴承装置12提供能承受轴向和径向力且为偏心螺杆泵3的可靠操作所需的耦合件。
轴承装置可以是例如所谓的固定轴承，其能承受轴向力和径向力两者且将它们两者转移给周围的结构，特别是转移给轴承壳体11。或者，可使用所谓的独立式轴承装置(separate bearing arrangement)，其中承受轴向和径向力的功能在轴向轴承和径向轴承之间划分。在如图所示的实施例的示例中，所谓的可调节的支撑轴承(adjusted support bearing)13被用作轴承装置12。轴向轴承和径向轴承的调节被理解为指对两个轴承相对于彼此的所界定的夹紧。由于在O形设计中的压力中心间的间隔更大此轴承装置12、13在O形设计中较X设计(未显示)能承受更大的倾斜力矩。
轴承单元10的上部自由端布置且紧固在上行管道SR的下端处。压力补偿活塞15设置在轴承装置12和上行管道SR之间。在轴承装置12的润滑油和所传送的介质之间的压力差由压力补偿活塞15补偿。因此这有效地防止由润滑油润滑的轴承单元10被受污染的传送介质所污染。
滑动环密封件16布置在轴输入处，即，邻近耦合连杆9的上端且邻近轴承单元10的下端或在轴承单元10的下部区域中。滑动环密封件16相对于所传送介质的传送流FS气密性地密封轴承单元10的内部。所传送介质在轴承单元10的周围流动，其结果是轴承单元10的轴承装置12的热量被带走。
将轴向力作为作用于位于偏心螺杆泵3上方且在液体流FS中的轴承单元10上的张力，且因此减少在下面的耦合连杆8、9的压曲力，而不是如现有技术中那样，将轴向力作为作用于位于偏心螺杆泵3下面且在偏心螺杆泵3和潜水马达M之间的轴承装置上的压缩力支撑。
已参考优选实施例对本发明进行了描述。但是本领域的技术人员可设想在不脱离本申请权利要求保护范围的情况下可对本发明进行修改和改变。

Claims (10)

1.一种用在钻孔(BL)中的潜水泵总成(1)，包括具有纵向轴线(L)的螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)、驱动器(2)以及用于承受和转移在螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)操作期间发生的轴向和/或径向力的轴承装置(12)，其特征在于，所述驱动器通过第一耦合连杆(8)沿着纵向轴线(L)布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的一端，且所述轴承装置(12)通过第二耦合连杆(9)沿着纵向轴线(L)分配到螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的另一端。
2.根据权利要求1所述的潜水泵总成(1)，其中潜水泵总成(1)布置在钻孔(BL)中以使得驱动器(2)在钻孔(BL)中布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的下面，且潜水泵总成(1)的轴承装置(12)在钻孔(BL)中布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的上方。
3.根据权利要求1或2所述的潜水泵总成(1)，其中轴承装置(12)是O形的可调节的支撑轴承(13)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的潜水泵总成(1)，其中轴承装置(12)是轴承单元(10)的组件。
5.根据权利要求4所述的潜水泵总成(1)，其中螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)包括转子(6)和定子(7)，其中用于传送驱动器(2)的驱动能量到转子(6)的第一耦合连杆(8)布置在驱动器(2)和螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的转子(6)之间，其中第二耦合连杆(9)布置在螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的转子(6)远离驱动器(2)的端部和轴承单元(10)之间。
6.根据权利要求5所述的潜水泵总成(1)，其中轴承单元(10)通过紧固装置(40)连接到第二耦合连杆(9)和/或连接到包围第二耦合连杆(9)的壳体管道(20)。
7.根据权利要求6所述的潜水泵总成(1)，其中轴承单元(3)包括在紧固装置(40)和轴承装置(12)之间的区域中的用于密封轴承单元(10)的内部的滑动环密封件(16)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的潜水泵总成(1)，其中所传送介质在钻孔(BL)中的轴承单元(3)周围流动，其结果是轴承装置(12)的热量能够被带走。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的潜水泵总成(1)，其中轴承单元(3)包括用于补偿在轴承装置(12)的润滑剂和所传送介质之间的压力差的压力补偿活塞(15)。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的潜水泵总成(1)，其中螺杆泵和/或偏心螺杆泵(3)的轴向力能够通过轴承单元(10)的轴承装置(12)转换为张力。
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